現(xiàn)代電子技術(shù)的正處于一個飛速發(fā)展的時代，隨著現(xiàn)代汽車整體性能的逐漸完善，單片機和集成電路不再是家電等電器產(chǎn)品的專屬，也正愈來愈廣泛的被在應(yīng)用現(xiàn)代汽車上，電子控制單元部件及各種傳感器數(shù)量在現(xiàn)代汽車的裝配也越來越多。為方便這些電子兀件的信息通訊，汽車局域網(wǎng)絡(luò)的概念就應(yīng)運而生了。總線應(yīng)用技術(shù)的研發(fā)對我國汽車工業(yè)發(fā)展意義非常重大。因為我國的汽車總線技術(shù)處于相對處于比較落后的階段，釆用汽車總線設(shè)計的汽車還沒有達到普及的狀態(tài)。

車輛在運行的過程中，由于部件本身的存在的缺欠或使用過程的問題，不可避免的會產(chǎn)生故障。現(xiàn)代汽車與傳統(tǒng)的汽車相比，復(fù)雜程度不可同日而語，尤其是針對汽車電子控制部分故障的檢測與維修，依靠傳動檢測手段是很難快捷的解決故障問題。汽車電控單元的自檢與預(yù)警功能越顯重要。當車輛的控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障時，通過預(yù)警系統(tǒng)會以故障燈報警和故障代碼顯示的方式顯現(xiàn)出來。通過專用的檢測儀器開展人機對話，快速發(fā)現(xiàn)車輛的故障原因。這些都要依賴于系統(tǒng)在現(xiàn)代車輛的應(yīng)用。

系統(tǒng)功能及硬件實現(xiàn)

此系統(tǒng)除了常規(guī)系統(tǒng)提供的功能之外，還具有模塊優(yōu)先級可調(diào)(ID可調(diào))、報警限值可調(diào)、報警歷史數(shù)據(jù)的保存等功能。工作現(xiàn)場由多個模擬儀表和一些開關(guān)信號組成，每一個儀表配一塊數(shù)據(jù)采集板，開關(guān)量的采集由一個和模擬量采集板相似的單獨模塊完成。下位機采用ATMEL公司的AT89C51微型單片機，主要做通信數(shù)據(jù)的采集、簡單判斷和數(shù)據(jù)發(fā)送的準備工作;通信部分由總線控制器SJA1000及其配套的驅(qū)動器PCA82C250構(gòu)成，它們可以完成數(shù)據(jù)鏈路層和物理層的所有工作;另有上位工控機，帶有5M字節(jié)的閃存E2PROM，能提供10萬次擦除和10年的數(shù)據(jù)保存期，用以存儲各個采集模塊報警前、后1min的數(shù)據(jù)，機車每個運行周期結(jié)束后，就將E2PROM中的數(shù)據(jù)導出，以備日后的性能分析;監(jiān)控報警模塊，用來進行數(shù)據(jù)的實時顯示及報警，為了防止上位機出現(xiàn)瓶頸現(xiàn)象，各模塊的報警任務(wù)分散給下位機完成，向上位機發(fā)送數(shù)據(jù)只需將報警標志位置復(fù)位即可;總線終端接100Ω～120Ω電阻以抑制信號反射，保證通信可靠性。雙絞線連接各個模塊節(jié)點，形成多主控制的局域網(wǎng)。

上位/下位機的數(shù)據(jù)通訊

SJA1000支持CAN2.0B規(guī)范協(xié)議，且有2種工作方式：BasicCAN和PeliCAN，本系統(tǒng)采用BasicCAN。各AT89C51單片機每隔0.05s主動給上位機發(fā)送一次數(shù)據(jù)，下位機的CPU相對上位機來說不太忙，因此，為了防止外部干擾信號引起錯誤報警，下位機發(fā)送數(shù)據(jù)之前對數(shù)據(jù)進行數(shù)字濾波：0.05s分為5次采集，取其平均值發(fā)送，這樣就可以避免對瞬間高頻干擾信號的誤報警。而上位工控機發(fā)給下位機的數(shù)據(jù)一般都是針對某個下位機的命令，下位單片機接收數(shù)據(jù)是用外部中斷INT0完成的。上位機時刻監(jiān)聽所有下位單片機，下位機也時時監(jiān)聽上位機，接收發(fā)給自己的命令。

下位機在發(fā)送數(shù)據(jù)時，先從寄存器讀入限值，判斷是否超限，如超限，ID10置0，否則置1。然后在ID9～ID3填入本模塊的ID號，將發(fā)送命令位置位，之后單片機就不參與此次數(shù)據(jù)發(fā)送進程了，其他工作就由SJA1000和PCA82C250完成。由于ID也可以決定數(shù)據(jù)的優(yōu)先級，單片機復(fù)位時總是先從P2口上讀入外部8位撥動開關(guān)作為ID，這樣，各個模塊的優(yōu)先級就可以人為改變，增強了系統(tǒng)的靈活性。

車載監(jiān)控終端是作為一個智能節(jié)點掛在總線上，能夠?qū)?a href="/tags/總線" target="_blank">總線節(jié)點上通訊信息實現(xiàn)監(jiān)聽和采集功能。如果再能夠結(jié)合語音系統(tǒng)、無線通信及衛(wèi)星定位系統(tǒng)，還可以實現(xiàn)車載導航、數(shù)據(jù)上傳和故障遠程預(yù)警的功能。電動車動力系統(tǒng)的部件都有自己的控制器，為分布式分層控制提供了基礎(chǔ)。分布式分層控制可以實現(xiàn)控制系統(tǒng)的拓撲分離和功能分離。拓撲分離使得無力結(jié)構(gòu)上各個子系統(tǒng)控制系統(tǒng)分部在不同的位置上，從而減少了電磁千擾，功能分離使得各個子系統(tǒng)部件完成相對獨立的功能，從而可以減少子不見得相互影響并提高了容錯能力。